超聲波輔助提取牛油果油的工藝

成剛，杜超，羅玉紅

貴陽學(xué)院（貴陽 550005）

牛油果為樟科鱷梨屬常綠植物鱷梨果實(shí)鱷梨的俗稱，此外，也稱為油梨、酪梨等。牛油果果肉中幾乎不含糖，膽固醇含量極低，是高能低糖水果，對糖尿病患者是很好的食品和保健品。牛油果根據(jù)其品種不同，牛油果油含量會有所差異，基本可達(dá)15%～30%。牛油果油有著和橄欖油類似性質(zhì)，其中所含的大量不飽和脂肪酸對人體預(yù)防高脂肪等疾病有益，其具有酸度不高、無刺激性、有良好的透皮吸收效果、對皮膚作用溫和等特點(diǎn)，故牛油果油除可供食用外，還可作為高級化妝品的天然原料。因此，為充分利用牛油果油，加大對牛油果油提取的研究很有必要。

試驗(yàn)研究超聲波輔助提取牛油果油的方法和提取工藝，為牛油果油的提取提供依據(jù)，旨在為牛油果的進(jìn)一步開發(fā)利用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 儀器與材料

MP5002型電子天平（上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司）；RE52CS-1旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（上海亞榮生化儀器廠）；KQ-300DE型數(shù)控超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）；800Y多功能粉碎機(jī)（永康市鉑歐五金制品有限公司）。

成熟牛油果（市售）。

石油醚、無水乙醇、乙醚、正己烷（均為市售國產(chǎn)分析純）。

1.2 方法

1.2.1 提取過程

將購得的牛油果洗凈，挑選無病蟲害、無腐爛、后熟軟化的牛油果，去除果皮和果核，切片后放入電熱鼓風(fēng)干燥箱中，設(shè)置溫度50 ℃，烘干時間24 h，待牛油果果肉全部烘干后，用粉碎機(jī)粉碎，過30目篩制作成牛油果粉末，作為原料備用。取出上述步驟制作的粉末，用電子天平準(zhǔn)確稱量出所需的牛油果粉末，加入有機(jī)溶劑使之成所需的料液比，將其放在設(shè)置好相應(yīng)條件的超聲波清洗器中進(jìn)行提取，提取結(jié)束后抽濾，濾液轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，去除溶劑，冷至室溫，稱量，收集。

1.2.2 牛油果油提取率計算

式中：W為牛油果油提取率，%；M2為接收瓶和牛油果油質(zhì)量，g；M1為接收瓶質(zhì)量，g；m為稱取的干燥牛油果粉末質(zhì)量，g。

1.2.3 超聲波輔助溶劑提取的單因素試驗(yàn)

主要影響提取率的因素有溶劑種類、料液比、超聲（提?。r間、提取溫度和超聲功率等，采用單因素試驗(yàn)考察這些因素對牛油果油提取率的影響。

1.2.3.1 溶劑對提取率的影響

準(zhǔn)確稱取5.00 g牛油果粉末，在料液比1∶30 g/mL、超聲功率300 W、提取溫度25 ℃、超聲（提取）時間30 min條件下，分別考察無水乙醇、乙醚、石油醚、正已烷對牛油果油提取率的影響，每個溶劑做3個平行試驗(yàn)取平均值。

1.2.3.2 超聲功率對提取率的影響

準(zhǔn)確稱取5.00 g牛油果粉末，在料液比1∶30 g/mL，溶劑采用石油醚，提取溫度25 ℃、超聲（提取）時間30 min條件下，分別考察功率150，180，210，240，270和300 W時對牛油果油提取率的影響，每個功率做3個平行試驗(yàn)取平均值。

1.2.3.3 料液比對提取率的影響

準(zhǔn)確稱取5.00 g牛油果粉末，在溶劑為石油醚，超聲功率300 W，提取溫度25 ℃，超聲（提?。r間30 min條件下，分別考察料液比1∶10，1∶15，1∶20，1∶2，1∶30，1∶35和1∶40 g/mL時對牛油果油提取率的影響，每個料液比做3個平行試驗(yàn)取平均值。

1.2.3.4 超聲（提取）時間對提取率的影響

準(zhǔn)確稱取5.00 g牛油果粉末，在料液比1∶30 g/mL、溶劑采用石油醚，提取溫度25 ℃，超聲功率300 W條件下，分別考察超聲提取時間15，20，25，30，35和40 min時對牛油果油提取率的影響，每個方案做3個平行試驗(yàn)取平均值。

1.2.3.5 提取溫度對提取率的影響

準(zhǔn)確稱取5.00 g牛油果粉末，在料液比1∶30 g/mL，溶劑采用石油醚，超聲時間30 min、超聲功率300 W條件下，分別考察提取溫度25，30，35和40 ℃時對牛油果油提取率的影響，每個溫度做3個平行試驗(yàn)取平均值。

1.2.4 正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以料液比、超聲時間、提取溫度、超聲功率為考察因素，采用L16(44)設(shè)計四因素四水平正交試驗(yàn)，因素水平表見表1。

表1 正交試驗(yàn)的因素水平表

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 溶劑對牛油果油提取率的影響

不同溶劑對牛油果油的提取率的影響如圖1所示。

影響我國壽險需求的因素非常多，結(jié)合國內(nèi)外各學(xué)者的相關(guān)研究及數(shù)據(jù)的可得性，可將解釋變量設(shè)定為：X1：人均GDP(元)(按當(dāng)年的價格)；X2：通貨膨脹率；X3：人均儲蓄存款額(元)；X4：人均可支配收入(元)；X5：銀行一年定期名義利率；X6：死亡率；X7：教育水平；X8：老齡化程度；X9：城市化程度。

石油醚和正己烷的提取率最高，無水乙醇的提取率次之，乙醚的提取率最低。綜合提取率、成本等方面考慮，決定使用危險低，提取產(chǎn)物相對較多，價兼易得的石油醚作為提取牛油果油的提取溶劑。

圖1 溶劑種類對牛油果油提取率的影響

2.1.2 超聲功率對牛油果油提取率的影響

不同超聲功率對牛油果油的提取率的影響如圖2所示。

超聲功率由150 W上升到210 W時，牛油果油的提取率呈現(xiàn)逐漸減小的變化趨勢；超聲功率從210 W升高到270 W時，牛油果油提取率逐漸增加，但增加趨勢很小，功率從270 W上升到300 W時，提取率增加且增加的趨勢很大，在300 W時牛油果油的提取率達(dá)到最大。因此，試驗(yàn)選取超聲功率210，240，270和300 W作為4個考察水平。

圖2 超聲功率對牛油果油提取率的影響

2.1.3 料液比對提取率的影響

不同料液比對牛油果油的提取率的影響如圖3所示。

2.1.4 超聲時間對提取率的影響

不同超聲時間對牛油果油的提取率的影響如圖4所示。

隨著超聲時間增加，牛油果油的提取率呈現(xiàn)先增大后減小的變化情況；超聲時間30 min時，提取率達(dá)到最大。由于隨著超聲時間增加，牛油果粉末與溶劑的接觸和相互作用時間增加，牛油果油溶出增多，提取率增大；但超聲時間過長，超聲局部瞬時高溫造成部分油脂揮發(fā)或發(fā)生變化，導(dǎo)致油脂提取率減小。因此，試驗(yàn)選取25，30，35和40 min為超聲時間因素的4個考察水平。

圖3 料液比對牛油果油提取率的影響

圖4 超聲時間對牛油果油提取率的影響

2.1.5 提取溫度對提取率的影響

不同提取溫度對牛油果油的提取率的影響如圖5所示。

提取溫度從25 ℃升高到30 ℃時，牛油果油提取率呈上升趨勢，提取溫度30 ℃時，提取率達(dá)到最大。30 ℃以前，隨著溫度升高，分子運(yùn)動速度加快，油脂更容易從細(xì)胞中轉(zhuǎn)出來，從而加快油脂溶出。提取溫度超過30 ℃時，提取率有所下降，這可能是因?yàn)槿軇]發(fā)過快，造成現(xiàn)有溶劑對油脂的溶解飽和，因而提取率降低，也有可能是因?yàn)闇囟壬邔?dǎo)致蛋白質(zhì)的溶解度增加，對牛油果油的吸附率增大，使得出油率下降，因此試驗(yàn)選擇25，30，35和40 ℃為提取溫度的4個考察水平。

2.2 正交試驗(yàn)設(shè)計及結(jié)果

根據(jù)表1選用的因素水平條件設(shè)計正交試驗(yàn)方案，每個方案做3個平行試驗(yàn)取平均值，正交試驗(yàn)結(jié)果如表2。

根據(jù)表2正交試驗(yàn)結(jié)果分析得出，影響超聲波輔助提取牛油果油的最大因素是溫度，其次是超聲波功率，料液比，而提取時間對提取率的影響最小，即B（溫度）＞D（超聲波功率）＞A（料液比）＞C（提取時間）。綜合對各因素的極點(diǎn)值進(jìn)行分析得出超聲波輔助波提取牛油果油的最佳條件為A4B1C3D4，即料液比1∶35 g/mL、提取時間35 min、超聲波功率300 W、溫度25 ℃。

圖5 超聲溫度對牛油果油提取率的影響

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果及極差分析表

驗(yàn)證結(jié)果顯示，依照該方案進(jìn)行試驗(yàn)，重復(fù)3次，取平均值，與正交試驗(yàn)組結(jié)果相比。結(jié)果顯示使用該方案最終提取率明顯較高，證明為優(yōu)化方案。具體如表3。

表3 最優(yōu)方案的確定

3 結(jié)論

試驗(yàn)以成熟的牛油果作為原材料，選擇超聲波輔助設(shè)計單因素試驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上對牛油果油提取工藝進(jìn)行正交優(yōu)化，確定優(yōu)化的工藝條件。結(jié)果表明，影響超聲波輔助提取牛油果油的最大因素是溫度，其次是超聲功率、料液比，而提取時間對提取率的影響最小，即B（溫度）＞D（超聲功率）＞A（料液比）＞C（提取時間）。即在料液比1∶35 g/mL、提取時間35 min、超聲功率300 W、溫度25 ℃時提取率最高，此條件下牛油果油的提取率達(dá)到64.7%。